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深圳市元菱科技股份有限公司 簡稱(元菱股份)于2015年11月9日在深圳前海股權交易中心掛牌成功,股權代碼(363486)

鋰電池新技術專題研究:動力電池結構創新百家爭鳴

2022-08-19 15:40:27

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來源·未來智庫(報告出品方/作者:信達證券,武浩、張鵬)一、新能車產銷旺盛,疊片卷繞技術并行1.1 新能源車產銷旺盛“雙碳”頂層邏輯推動下,新能源汽車產銷勢頭正

來源·未來智庫

(報告出品方/作者:信達證券,武浩、張鵬)

一、新能車產銷旺盛,疊片卷繞技術并行

1.1 新能源車產銷旺盛

“雙碳”頂層邏輯推動下,新能源汽車產銷勢頭正盛。當前,國內已成為全球最大的新能源 汽車市場。近五年來新能源汽車產銷顯著上升, 2022 年 7 月新能源汽車產銷分別完成 61.7 萬輛和 59.3 萬輛,較去年同期同比增長 117.6%和 119.2%;2022 年 1-7 月累計產銷分別為 327.9 萬輛和 319.4 萬輛,較去年同期同比增長 118.0%和 116.1%.

1.2 疊片卷繞技術并行

電芯制作工藝雙管齊下,疊片卷繞各有利弊。通常而言,動力電池包括電芯、管理(保護)單 元、外殼等幾大部分,電芯也被認為是動力電池的“心臟”。關于電芯的制作工藝,主要包括 疊片工藝和卷繞工藝兩類,二者各有利弊。

1)疊片制作工藝

疊片工藝是指將涂覆后的正負極合劑層分割成初定尺寸,隨后依照順序將正極合劑層、隔膜、 負極合劑層貼合,后將多個“三明治”結構層并聯疊合,形成可以封裝的電極片芯。疊片工藝 的連續性靠的是隔膜的“Z”字形彎折,把正負極連續疊合到隔膜上,隔膜“Z”字形穿行其間, 隔開兩極,最后包上外殼包裝。

相較于卷繞工藝,疊片工藝內部空間利用充分,容量密度以及能量密度較高,同時可根據鋰電 池尺寸來設計每個級片的尺寸,設計靈活;但疊片工藝也具有一定缺點,疊片工藝需將極片點 焊到同一焊點,相對容易出現虛焊問題。

2) 卷繞制作工藝

卷繞工藝則是指通過固定卷針的卷繞,將前期處理好的正極極片、隔膜、負極極片按照順序卷 繞擠壓成型。具體工藝是將原材料按負極、隔膜、正極、隔膜的順序疊在一起,通過卷繞法直 接卷成圓柱形或橢圓柱形,放在方殼或圓柱的金屬外殼中。 相較于疊片工藝,卷繞工藝鋰電池僅有兩個極片,生產控制相對簡單,電焊容易,同時因為正 負極只有單一極耳的特性內阻較高;與疊片工藝一致,卷繞也有缺點,卷繞工藝基于其制作過 程限制,只能制作為長方體鋰電池,形狀單一,同時散熱效果相對疊片工藝也有一定劣勢。


二、動力電池結構創新百家爭鳴

2019 年為動力電池結構創新元年,各動力電池企業以及各大車企積極探索動力電池結構創新, 推出各類去模組化、集成化的電池結構創新技術,并在新能源汽車市場逐步予以應用。當前時 代電池包模塊化、標準化程度不斷加深,整個電池包的生產環節集中度繼續提升為大勢所趨, 以寧德時代、比亞迪為代表的動力電池企業以及以特斯拉為代表的各大新能源汽車車企對動力 電池結構的進一步革新值得關注。

2.1 寧德時代重磅發布麒麟 3.0,開創結構創新之路

2.1.1 CTP 技術發展歷程

CTP(Cell To Pack,無模組動力電池包)是寧德時代主推的電池結構集成技術,其發展大體 可以劃分為 3 個階段,分別為 CTP 1.0、CTP 2.0 和 CTP 3.0。 1)CTP 1.0 由寧德時代在 2019 年 9 月 10 日于法蘭克福汽車展會首次公布,相較于傳統工 藝,其去掉模組的側板,轉而用綁帶來替代,以實現有效減輕重量,提高成組率,代表車型為 北汽新能源 EU5 車型; 2)CTP 2.0 由寧德時代在原有基礎上進行改進,在 2021 年 12 月 21 日于國家“十三五”科 技創新成就展上推出,相較于 CTP 1.0,CTP 2.0 進一步優化掉模組的兩個端板,利用電池箱 體上的縱橫梁來代替端板,代表車型為蔚來汽車; 3)CTP3.0,即麒麟電池,由寧德時代在 2022 年 6 月 23 日首次公開發布,其使用平板化的 托盤,去除箱體上的縱梁或橫梁,采用低膨脹的電芯,配合電芯本體來實現結構上的需求,體 積利用率由 CTP1.0 的 55%躍升至 72%,安全性、電池壽命、快充性能以及能量密度等方面 也得到了進一步提升。CTP 3.0 由于推出時間較短,目前在市場上還未有實際應用,預計將于 2023 年量產,理想汽車旗下新能源車已確定搭載。


2.1.2 麒麟電池(CTP3.0)

麒麟電池,第三代 CTP 技術是當前寧德時代最前端的動力電池結構創新技術,其技術邏輯特 征集中于兩個層面: 1)采取“電芯-電池包“結構,開創性地打破單一邊界,整合需求,取消橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本各自獨立的設計,集成為多功能彈性夾層; 2)設計底部空間共享方案,將電芯倒置,將結構防護、高壓連接、熱失控排氣等功能模塊進 行智能分布。 通過此兩項技術革新,麒麟電池成為全球集成度最高的電池,體積空間利用率最高可達 72%, 同時可將三元電池系統能量密度提升至 255Wh/kg,磷酸鐵鋰電池系統能量密度提升至 160Wh/kg,量產后整車續航可實現 1000km 以上。另外,麒麟電池在多功能彈性夾層內部搭 建微米橋連接裝置,靈活配合電芯呼吸進行自由伸縮,電芯全生命周期可靠性得到提升。

全球首創的電芯大面冷卻技術也是麒麟電池的核心創新點之一,其從熱交換本質著手,基于電 芯的變化,將水冷功能置于電芯之間,使換熱面積擴大四倍,使得電芯控溫時間縮短至原來的 一半,能更高效地維持電芯安全、適宜的工作溫度。 值得一提的是,由寧德時代發布名為《水冷板組件、水冷系統、電池及其箱體以及用電裝置》 的專利與麒麟電池中所述的冷卻板子系統組件信息高度吻合:專利中口琴管式的冷卻板為雙 層結構,兩側設置多個連接管,通過連接管將冷卻板之間的冷卻液流通路徑實現串聯,構成內 部循環的通道,其中外層和內層冷卻通道中的一者為液冷通道,另一者為非液冷通道(如外層 液冷,內層風冷),非液冷通道由于不填充冷卻液,可以填充彈性材料或相變材料,通道壁可 以適當朝內變形,吸收電池單體膨脹,避免電池單體擠壓損壞。整理來看,專利內容與麒麟電 池電芯大面冷卻、電池配合電芯進行自由伸縮、內置微米橋連接裝置等技術特征一一對應。


散熱能力的保障使得麒麟電池具備可觀的快充性能,有足夠的能力支持 4C 快充,10 分鐘內 可快充至 80%;另外麒麟電池在極端情況時,電芯可急速降溫,有效阻隔電芯間的異常熱量傳 導,并有效避免電池非正常工作溫度,造成不可逆損傷,這使得電芯壽命與安全有所提升。

2.2 特斯拉 4680 引領結構創新,放量在即

2.2.1 4680 電池

4680 電池由特斯拉于 2020 年 9 月 23 日特斯拉電池日推出,是繼 18650 電池、21700 電池 之后的第三代產品,相較于 21700 電池,其能量方面提高 5 倍、續航里程提高 16%、動力方 面提高 6 倍、成本方面降低 14%;冷卻方面,特斯拉采用蛇形冷卻板貼附設計,而且內部散 熱鰭片自成回路,無需串聯。

4680 電池的核心創新為大電芯、全極耳和干電池技術。 a)大電芯:4680 電池相較于 21700 電池,電芯尺寸變大,直徑從 27mm 變為 46mm,高度 從 70mm 變為 80mm,電芯厚度增加,曲率降低,這為其帶來了一定的優勢: 1)大電芯可降低殼體在單位電池容量上的占比,減少結構件和焊接數量,有效降低成本;2)電池尺寸增大使得電池組中電池數量減少,金屬外殼占比減少,正極、負極等材料占比增 加,能量密度提高; 3)電池數量的減少也使得電池的監測和狀態分析更為簡單; 4)4680 尺寸更大使得其結構強度更高,可起支撐作用,從而實現節省空間的效用,有助于提 升性能。 b)全極耳:極耳是電池正負極在充放電過程中的觸點,也是電池工作中電流與外界聯系的橋 梁,電流必須流經極耳才能與電池外部連接;全極耳工藝則是指正負極材料的兩側邊沿全部被 作為正/負極,這可以顯著增加電流通路,這使得 4680 電池的散熱和熱管理性能有所提升,進 而具備 15 分鐘內可將電池從 0 充至 80%電量的快充能力,即續航 600 公里的車,充電 10- 15min 就可以滿足 400-500 公里的續航。c)干電池:干電極技術是指不適用溶劑,直接將少量(5%-8%)細粉狀 PTFE 粘合與正極/負 極粉末粘合,通過擠壓機形成薄的電極材料帶,再將電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成 品電極。該技術同樣具備明顯優勢,其工藝過程簡單,且不使用溶劑,有助于達到更高的能量 密度。


2.2.2 特斯拉 CTC 技術

特斯拉 CTC 技術技術邏輯特征為將電芯直接集成到底盤,實現大三電 、小三電、底盤系統以 及自動駕駛相關的集體,該技術于 2020 年 9 月 23 日特斯拉電池日與 4680 電池同步推出, 二者相輔相成,通過 CTC 技術,可為車輛減重 10%、增加 14%續航里程、全車可減少 370 個 零部件,且伴隨著 CTC 技術的深入應用,其每 GWH 投資將減少 55%、占用空間將減少 25%。 散熱方面,特斯拉 CTC 技術采取電芯間夾水冷板,同時在上方額外添加一層水冷板,加上 4680 電池大圓柱間散熱空間本身更大的特性,整體來看散熱能力優異。

關于特斯拉核心技術的具體應用,特斯拉德州工廠生產的 Model Y 是最好的范例,其使用了 CTC 技術、4680 電池以及一體式壓鑄三大前沿技術,特斯拉德州工廠生產的 Model Y 是當 前 4680 電池的具體應用范例,其相較于特斯拉舊版本 Model Y 車型,續航能力提升 22.7%, 預估續航里程可達 400 英里,即 643km;電池實際性能方面,目前首批提車 4680 版 Model Y 的車主在通過測試續航和充電表現后,推測這塊電池包可用容量在 67KWh 左右。


2.3 比亞迪實現安全性能與續航歷程兼顧

2.3.1 刀片電池

比亞迪刀片電池技術邏輯為將長 96 厘米、寬 9 厘米、高 1.35 厘米的單體電池,通過陣列的 方式排布在一起,就像“刀片”一樣插入到電池包里面,在成組時跳過模組和梁,減少了冗余 零部件后,形成類似蜂窩鋁板的結構,從而大幅提升集成效率,空間利用率提升至 60%,該技術由比亞迪于 2020 年 3 月 29 日首次發布,具有超級安全、超級強度、超級續航、超級低 溫、超級壽命、超級功率的“6S”超級性能技術理念。

1)超級安全:“超級安全”是刀片電池最大的特點,動力電池安全試驗界“珠穆朗瑪峰”之 稱的針刺測試過程中,其相較于三元鋰電池和磷酸鐵鋰塊狀電池表現優異,測試中無明火、無 煙、表面溫度僅 30℃-60℃。這與刀片電池出色的散熱性能密不可分,刀片電池采取扁長化設 計,散熱面積大,內部回路長,同時采取獨特水冷方案,將水冷板置于整個電池包的上方,與 模組頂板直接接觸,對電芯側面窄邊進行冷卻,并在模組頂板與電芯側面直接設置導熱板,對 此,中國科學院院士歐陽明高分析指出刀片電池的設計使得它在短路時產熱少、散熱快,評價 刀片電池的表現“非常優異”。 另外,比亞迪還針對電池使用 7 重安全維度,從 5 大方面進行安全評價驗證,從 4 個層級構 建刀片電池全方位安全體系,另外在材料、電芯、系統等方面也為電池的安全提供了一定的保 障。


2)超級強度:基于刀片系統,模態可做到 80Hz 以上,振動壽命 300 萬 km 以上;模擬碰撞可 輕松滿足 60g 級別碰撞加速度要求,相當于 45km/h 碰撞剛性壁障;在擠壓方面,最大擠壓力 100-800kN,電池包僅輕微變形,未冒煙,未起火;抗壓強度方面,目前基于刀片電池的電池 系統可以承受的壓力達 445kN,相當于 45 噸卡車重量。

3)超級續航:基于刀片電池的電池系統可輕松實現高續航;包體最大電量可超 100KWh(轎 車)。A 級轎車電量采用 60kWh,可實現 500km 的續航;B 級轎車電量采用 80kWh,可實現600km 的續航;C 級轎車電量采用 100kWh,可實現 700km 的續航。

4)超級低溫:刀片電池在,冬季牙克石-35℃至夏季吐魯番 55℃均能保持最佳的性能狀態, 0℃下 LFP 充電時間優于 NCM2%;-10℃下 LFP 充電時間與 NCM 相差 1%;刀片電池低溫 放電能力可維持在常溫的 90%。

5)超級壽命:刀片電池儲存壽命、循環壽命均遠大于整車使用年限要求。在 100%SOC 狀態 下,LFP 儲存壽命優于 NCM811,LFP 電壓窗口低,電解液更加穩定,且 LFP 儲存時容量恢 復率遠大于 NCM811。循環壽命 1C/1C,100%DOD,LFP 優于 NCM811,因為 LFP 材料結 構,穩定性更好,LFP 循環壽命>整車使用年限要求。

6)超級功率:刀片電池低溫低 SOC,LFP 較 NCM 有更好的功率性能;常溫低 SOC,LFP 與 NCM 表現相當;高 SOC 下 NCM 占優,但 LFP 完全滿足需求;瞬間最大功率 363kW,約 500 馬力,支持 3.9 秒百公里加速。

除了上述六大優勢特性,比亞迪在成本和快充性能兩方面也具有顯著優勢:成本方面,相較于 傳統磷酸鐵鋰電池系統,比亞迪董事長王傳福指出刀片電池成本可降低 30%,對此北極星儲 能網預計其可將電池 pack 成本由 0.6 元/Wh 降低至 0.42 元/Wh;快充性能方面,刀片電池 33 分鐘可將電量從 10%充到 80%,充放電循環壽命超 3000 次,壽命可達 8 年 120 萬公里。 比亞迪漢為刀片電池技術應用典型案例,也是其首發車型,性能卓越,NEDC 綜合續航里程可 達 605km,同時市場認可度高,雄踞中大型新能源轎車 Top1 以及中國品牌中大型轎車 Top1, 2021 年漢全年銷量達 117665 輛,2022 年 7 月熱銷 25849 輛,連續三個月銷量破兩萬。


最后值得一提的是,目前比亞迪研發團隊仍在大力推進刀片電池的研發,計劃推出第二代刀片 電池,最快將于 2022 年推出,性能提升將主要體現在溫控能力和能量密度提升方面,其中能 量密度或可達 180 Wh/kg。

2.3.2 CTB 技術

CTB 技術即“Cell to Body”電池車身一體化技術,其技術邏輯特征為取消模組以及電池包 上殼體的設計,將刀片電池通過與托盤和上蓋粘連,形成“電池上蓋-電芯-托盤”的“三明治” 結構,該技術由比亞迪于 2022 年 5 月 20 日以刀片電池為基礎首次發布,通過 CTB 技術,整 體空間利用率提升至 66%,且 CTB 電池系統作為車身結構件參與整車安全,使整車扭轉剛度 提升一倍。 比亞迪 CTB 技術結構強度優勢明顯,通過類蜂窩“三明治”結構,實現電池系統結構強度的 突破,可承受 50 噸重卡碾壓;散熱方面,CTB 技術采用上層直冷板設計,電芯間無冷卻設計, 因此其冷卻方面并無明顯優勢。

比亞迪海豹為 CTB 技術應用范例,也是首搭車型,該車型與 CTB 技術同步上市,純電動續航 里程最高可達 700km,同時具有極高的市場認可度,11 天訂單超過 15 萬輛。值得注意的是, 該車型搭載高電壓電驅升壓充電方案,15 分鐘充電里程可行駛超 300Km,能在一定程度上反 應 CTB 技術具有相對優越的快充性能。

2.4 蜂巢能源——疊片電池工藝

高速疊片工藝是“疊時代”引領者——蜂巢能源在傳統疊片工藝上進行的創新性變革,其技術 邏輯特征是將正極、負極切成小片與隔離膜疊合成小電芯單體,然后將小電芯單體疊放并聯起 來組成一個大電芯。該技術最早可以追溯到 2019 年上海車展蜂巢能源發行的高速疊片方形鋰 離子電池系列產品,這標志著蜂巢能源在全球范圍內率先將高速疊片創新應用于方形鋁殼電芯, 當前生產效率可達 0.45s/片,預計 2023 年 7 月可達 0.125s/片;相較于同類型卷繞工藝電池, 蜂巢能源的疊片電池邊角處空間利用率更高,能量密度提升 5%,循環壽命提升 10%,成本降 低 15%,其在穩定性、安全性等方面也具有明顯優勢。


高速疊片工藝應用方面,早在 2019 年4月的上海國際車展上,蜂巢能源首次亮相就展示其內 部代號為“L6”的長疊片電芯,L 代表 Long cell, 6 代表蜂巢能源認為的最佳尺寸——600mm 左右的長度,該電芯除可提升體積能量密度和質量能量密度,還具備極高的布置靈活性和車型 適配性,通過不同排布方式,L6 電池可以覆蓋市場上主銷的從 A0 到 D 級的 80%的車型; 蜂巢能源還將疊片電池工藝與無鈷電池產品深度融合,于 2020 年 5 月 18 日首發疊片 NMx 無 鈷電池,該產品性能優異,具備高能量密度、高安全性,長續航等特性,能支持單次充電可滿 足 880 公里需求,同時具有 2500 次長循環、超過 15 年 120 萬公里的超長使用壽命,解決了 電動汽車續航、電池衰弱和安全三大痛點。除此之外,該電池散熱控溫能力優異,可通過上下 雙層冷卻,更精準的控制電池的溫度,相對傳統的 PACK 可以提高冷卻效果 40%,低溫加熱 達到 60-70 攝氏度,溫度誤差控制在 20-35 攝氏度之間,溫度控制在 5 攝氏度以內。

2.5 國軒高科——JTM 集成技術

國軒高科 JTM 集成技術中 J 指卷芯、M 指模組,其技術邏輯特征為直接用卷芯放在模組里面, 一次完成制作,具有“成本低,制造過程簡單,易形成標準化”的特點。該技術由國軒高科于 2020 年 9 月 17 日在全球新能源汽車供應鏈創新大會首次提出,可以使得單體到模組成組效 率超過 90%。使用磷酸鐵鋰材料體系,模組能量密度可以接近 200Wh/Kg,系統 180Wh/Kg, 可以達到高鎳三元水平,且模組成本僅相當于鉛酸電池水平;JTM 集成技術最大亮點在于可 以推動模組實現標準化,達到“一條產線生產所有產品、一個產品適用所有平臺”,其無論是 大眾 MEB 平臺,還是適度柔性大模組,都可以得到兼容。 關于 JTM 技術的具體應用,國軒高科于 2021 年 1 月 8 日—1 月 9 日在國軒高科科技大會推 出基于 JTM 技術的產品,JTM 首款電池為 20Ah/12.8V,在與鉛酸電池同樣電量的前提下,其 尺寸只有鉛酸電池的一半(76*91*168),重量只有 1.75Kg,而鉛酸電池的重量約 7Kg,循環 壽命 3000 周以上,鉛酸電池只有不到 600 周,更重要的是,其成本接近與鉛酸電池的成本。


2.6 廣汽集團——彈匣電池

廣汽彈匣電池的技術邏輯特征為基于“防止電芯內短路,短路后防止熱失控,以及熱失控后防 止熱蔓延”的設計思路,采用類似安全艙的設計,阻隔熱失控電芯的蔓延。該電池系統由廣汽 埃安于 2021 年 3 月 10 日首次推出,為行業內首次通過針刺不起火試驗的三元鋰電池整包, 表現遠超國標,安全性能卓越,同時通過優化設計和生產工藝,系統體積比能量提升 9.4%, 到達 302Wh/L,系統質量比能量提升 5.7%,到達 185Wh/Kg,成本下降 10%。

彈匣電池系統有四個核心技術:超高耐熱穩定電芯、超強隔熱電池安全艙、三維降溫冷卻系統、 第五代電池管理系統:

1)超高耐熱穩定電芯 。通過正極材料納米級包覆及摻雜技術、自修復 SEI 膜、高安全電解液等技術的應用,使得電芯 的耐熱溫度提升 30%。

2)超強隔熱電池安全艙 。電池倉使用網狀納米孔隔熱材料將電芯單獨分隔,同時采用耐溫 1400 ℃以上的上殼體, 實現 三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。

3)三維降溫冷卻系統。 三維降溫冷卻系統包含全貼合液冷集成系統、高效散熱通道設計、高精準導熱路徑設計,基于 該系統,可使得散熱面積提升 40%,散熱效率提高 30% ,有效防止熱蔓延。

4)第五代電池管理系統。 彈匣電池系統技術搭載了第五代電池管理系統, 通過采用最新一代車規級電池管理系統芯片 (相比前代系統提升 100 倍),可實現每秒 10 次全天候數據采集,24 小時全覆蓋的全時巡 邏模式,對電池狀態進行監測,發現異常時,立即啟動電池速冷系統為電池降溫。


關于彈匣電池的具體應用,彈匣電池首搭車型為 AION Y,該車型于 2021 年 3 月 29 日開啟預 售,后續根據廣汽埃安官網資料顯示,AION V Plus、AION S Plus、AION LX Plus 也采用彈 匣電池,上述車型中,AION LX Plus 千里版續航能力最強,NEDC 續航里程為 702km;快充 性能方面,AION V Plus 使用超倍速電池技術,SPEED+充電 5 分鐘續航 112km、SPEED++ 充電 5 分鐘續航 207km。

2.7 長城汽車——大禹電池

長城汽車大禹電池技術邏輯特征為當電芯發生熱失控,系統可以在隔絕熱源的同時,把熱量疏 導出去,達到散熱、冷卻的目的,整個流程大概分為八個方向:熱源隔斷、雙向換流、熱流分 配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻。大禹電池技術于 2021 年 6 月 29 日首次發布,并于當年 9 月 17 日世界新能源汽車大會亮相,該技術針對熱失控問題以“大禹 治水,堵不如疏”為理念,“變堵為疏”,采用“控+導=通”的核心技術原理,搭建 4 層 5 維 安全矩陣,保證“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個電芯并連續觸發熱失控” 的情況下都能實現不起火、不爆炸。

關于大禹電池的具體應用,長城沙龍機甲龍為首款搭載車型,CLTC 工況續航里程 802 公里, CLTC 標準下充電 10 分鐘續航 401km;后續計劃于 2022 年正式應用,面向下一代全新電動 車,搭載于長城汽車旗下新能源系列車型。

2.8 中航鋰電——one-stop 電池

中航鋰電 one-stop 電池基于 “高度集成與極簡化”的產品設計與制造,實現產品對“高比 能、高安全、高可靠、低成本”的要求,其技術邏輯特征為模塊化極柱、一體化電連接技術, 也是其主要變革點,該電池由中航鋰電于 2021 年 9 月 17 日世界新能源汽車大會(WNEVC) 發布,采用該技術的產品三元鋰電池系統電芯能量密度300Wh/kg,pack能量密度240Wh/kg, 續航里程可達 1000km;磷酸鐵鋰電池系統電芯能量密度 200Wh/kg,pack 能量密度 160Wh/kg,續航里程可達 700km。 one-stop 電池在電芯層級、生產工藝以及電池系統層面進行多維度創新: 電芯層級:采用了 0.22mm 的超薄殼體技術、多維殼體成型技術、“無蓋板”設計、多功能復 合封裝技術、模塊化極柱、一體式電連接技術、高剪切外絕緣技術、柔性泄壓技術,可以實現 讓空間利用率提升 5%、結構重量降低 40%、零部件減少 25%、成本降低 15%。 生產工藝:電芯生產過程中,采用超高速復合疊片、原位無塵裝配技術、高速薄璧焊接技術、 集流體直連焊接技術,能夠讓生產效率提升 100%、生產空間減少 50%、制造成本降低 30%、 能耗降低 60%、異物“零”引入風險。 電池系統:采用無模組技術、極簡串聯拓撲電連接技術、復合嵌入式箱體技術、高效熱管理技 術、集成液冷技術、積木拼接成組技術、熱失控抑制技術,空間利用率提升 5%、能量密度提 升 10%、零部件減少 20%、換熱效率提升 50%、成本降低 10%。 目前而言,中航鋰電 one-stop 電池并未有具體應用,根據公司官網信息,原計劃采用該項技 術的產品于 2022 年 6 月面市。


2.9 零跑汽車——CTC 方案

零跑 CTC 電池底盤一體化技術,即 cell-to-chassis,為將電池、底盤進行集成設計,提升車 輛性能的前沿技術,其重新設計電池承載托盤,使整個下車體底盤結構與電池托盤結構耦合, 并通過減少冗余的結構設計,有效減少零部件數量,在提升空間利用率和系統比能的同時,使 車身與電池結構互補,電池抗沖擊能力及車身扭轉剛度得到大幅度提升。該技術由零跑汽車于 2022 年 4 月 25 日首次推出,為零跑 7 年全域自研路線的最新成果,軟硬件實現雙重創新, 可持續進化。硬件層面,CTC 方案在提高結構效率、解決氣密難題的同時,實現了空間、性 能、續航、安全的完美結合。

軟件層面,零跑車端 BMS 實時在線檢測,云端電池大數據管理,并通過 AI 深度學習,實現車 端云端全時主動守護,為客戶帶來長壽命、高效率、高安全的動力電池系統。 除此之外,零跑 CTC 方案具備高適配性和強擴展性,適配性方面,CTC 方案與整車匹配度高, 可快速柔性化批量生產,同時實現高度集成化和模塊化,可跨平臺適配未來各級別、類型的車 型;強擴展性方面,可兼容智能化、集成化熱管理系統,未來可兼容 800V 高壓平臺,支持 400kW 超級快充,進而實現“加油式充電”,充電 5 分鐘,續航 200+km。 關于 CTC 方案的具體應用,零跑 C01 為全球首款搭載 CTC 技術量產轎車,在采取 CTC 方案 后,空間利用率比傳統電池包方案高了 5%、整車減重 5%,從而使得續航里程提升 10%,搭 載 90kWh 動力電池,兩驅版可實現 CLTC 綜合工況下 717km 續航,四驅版續航為 630km。


2.10 上汽集團——魔方電池

上汽魔方電池(ONE PACK)技術邏輯特征為 LBS 躺式電芯以及先進 CTP 技術,其中躺式 電芯布局為魔方電池最大的技術特點,該電池由上汽集團于 2022 年 6 月 13 日首次發布,其 結構主要包括躺式電芯專用壓板、躺式 CTP 電芯組和立式冷卻組件,以及下方托盤。

關于魔方電池的具體應用,上汽 MG MULAN 為其首搭車型,與魔方電池同時發布,其魔方電池包有三個容量,分別是 51 度、64 度和 77 度,三塊電池包都是 110mm 厚度尺寸,材料方 面有磷酸鐵鋰和三元鋰,其中三元鋰電池能量密度達到 180Wh/kg;性能參數方面,MG MULAN 能夠實現 3.8 秒破百,CLTC 工況續航里程可達 520km。 另外,上汽“魔方”電池未來還可支持換電。通過 ONE PACK 平臺化設計統一尺寸,獨創專利 換電結構,MG MULAN 可實現在同一裝置上所有電池包的快換。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站


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